DE102024107807A1 - Carbon wear tester - Google Patents
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Abstract
Kohleverschleißtester zum Testen und/oder Überwachen eines Verschleißgrades von zumindest einer Schleifkohle (3a) eines Stromabnehmers (3), wobei der Kohleverschleißtester an einer Schleifleitung angeordnet oder anordenbar ist, wobei der Kohleverschleißtester mindestens ein Auslöseelement (2) und zumindest einen Signalgeber aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auslöseelement (2) relativ zur Schleifleitung verstellbar angeordnet oder anordenbar ist, wobei der Signalgeber (4a) die Verstellung des mindestens einen Auslöseelements (2) erfasst, und dass das Auslöseelement (2) und der Signalgeber (4a) miteinander in Verbindung sind. Carbon wear tester for testing and/or monitoring a degree of wear of at least one carbon brush (3a) of a current collector (3), wherein the carbon wear tester is arranged or can be arranged on a conductor line, wherein the carbon wear tester has at least one triggering element (2) and at least one signal generator, characterized in that the at least one triggering element (2) is arranged or can be arranged so as to be adjustable relative to the conductor line, wherein the signal generator (4a) detects the adjustment of the at least one triggering element (2), and that the triggering element (2) and the signal generator (4a) are connected to one another.
Description
Kohleverschleißtester zum Testen und/oder Überwachen eines Verschleißgrades von zumindest einer Schleifkohle eines Stromabnehmers, wobei der Kohleverschleißtester an einer Schleifleitung angeordnet oder anordenbar ist, wobei der Kohleverschleißtester mindestens ein Auslöseelement und zumindest einen Signalgeber aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Schleifleitung und ein Schleifleitungssystem mit einem solchen Kohleverschleißtester.A carbon wear tester for testing and/or monitoring the degree of wear of at least one carbon brush of a current collector, wherein the carbon wear tester is arranged or can be arranged on a conductor rail, wherein the carbon wear tester has at least one trigger element and at least one signal generator. The invention also relates to a conductor rail and a conductor rail system comprising such a carbon wear tester.
Die Schleifkohlen eines Stromabnehmers unterliegen beim Schleifen entlang einer Schleifleitung einem Verschleiß. Ab einem bestimmten Verschleißgrad müssen die Schleifkohlen deshalb gewechselt bzw. ersetzt werden. Der Verschleiß unterliegt dabei Schwankungen und kann nicht immer genau vorhergesagt werden. Außerdem ist ein Stillstand der Anlage, beispielsweise um die Schleifkohle manuell zu überprüfen, zeitaufwändig und somit teuer. Es besteht deshalb grundsätzlich ein Bedarf an Schleifkohletestern, mit denen der Verschleißgrad der Schleifkohle eines Stromabnehmers während des Betriebs überwacht werden kann.The brushes of a current collector are subject to wear as they move along a conductor line. Once they reach a certain level of wear, the brushes must be changed or replaced. Wear is subject to fluctuations and cannot always be accurately predicted. Furthermore, shutting down the system, for example, to manually check the brushes, is time-consuming and therefore expensive. Therefore, there is a fundamental need for brush testers that can monitor the degree of wear of a current collector's brushes during operation.
Kohleverschleißtester zum Testen und/oder Überwachen des Verschleißgrades von Schleifkohlen eines Stromabnehmers sind in unterschiedlichen Formen bekannt und am Markt erhältlich. Die bekannten Schleifkohletester weisen jedoch verschiedenste Nachteile unter anderem hinsichtlich des Platzbedarfs, der Zuverlässigkeit und/oder der Flexibilität auf.Carbon wear testers for testing and/or monitoring the degree of wear of pantograph brushes are available in various forms and on the market. However, these brush testers have various disadvantages, including space requirements, reliability, and/or flexibility.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Schleifkohletester bereitzustellen, der insbesondere extrem kompakt ist und einen somit äußerst geringen Platzbedarf aufweist.It is therefore the object of the present invention to provide an improved carbon brush tester which is particularly extremely compact and thus requires very little space.
Diese Aufgabe wird mit einem Kohleverschleißtester mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das mindestens eine Auslöseelement relativ zur Schleifleitung verstellbar angeordnet oder anordenbar ist, wobei der Signalgeber die Verstellung des mindestens einen Auslöseelements erfasst, und dass das Auslöseelement und der Signalgeber miteinander in Verbindung sind.This object is achieved with a carbon wear tester having the features of claim 1 in that the at least one triggering element is arranged or can be arranged so as to be adjustable relative to the conductor line, wherein the signal transmitter detects the adjustment of the at least one triggering element, and that the triggering element and the signal transmitter are connected to one another.
Das Auslöseelement kann beispielsweise senkrecht zur Schleiffläche der Schleifleitung verstellbar direkt oder indirekt, beispielsweise über ein Zwischenstück wie eine Halterung oder eine Verkleidung, an der Schleifleitung angeordnet sein. Das Auslöseelement kann dann als Auslöser für den Signalgeber wirken und beispielsweise von einem Stromabnehmer oder einem Schleifkohlehalter beim Vorbeifahren betätigt werden. Verläuft die Schleifrichtung entlang der Schleifleitung beispielsweise horizontal, so kann das Auslöseelement beispielsweise in vertikaler Richtung verstellbar an der Schleifleitung angeordnet sein. Der Verschiebeweg des Auslöseelements kann dabei beispielsweise lediglich einige wenige Millimeter oder auch weniger als ein Millimeter betragen. Es reicht aus, wenn das Auslöseelement um den Betrag des Schaltwegs des Signalgebers verschieblich ist, so dass der Signalgeber ausgelöst werden kann.The triggering element can, for example, be arranged on the conductor rail so that it can be adjusted perpendicular to the contact surface of the conductor rail, either directly or indirectly, for example via an intermediate piece such as a bracket or a cover. The triggering element can then act as a trigger for the signal generator and can be activated, for example, by a current collector or a brush holder as the train passes by. If the contact direction along the conductor rail is horizontal, for example, the triggering element can be arranged on the conductor rail so that it can be adjusted vertically. The displacement travel of the triggering element can, for example, be just a few millimeters or less than one millimeter. It is sufficient if the triggering element can be displaced by the amount of the switching travel of the signal generator so that the signal generator can be triggered.
Ein Stromabnehmer weist in der Regel einen Schleifkohlenhalter für eine Schleifkohle auf. Der Kohleverschleißtester wird erfindungsgemäß so an der Schleifleitung angeordnet, dass ein Stromabnehmer mit einer wenig oder gar nicht abgenutzten Schleifkohle den Kohleverschleißtester passiert, ohne dass das Auslöseelement betätigt wird. Die Schleifkohlen eines Stromabnehmers sind in der Regel gegen die Schleiffläche kraftbeaufschlagt, so dass sich der Schleifkohlehalter mit fortschreitenden Abnutzungsgrad der Schleifkohle immer weiter an die Schleifleitung annähert. Der erfindungsgemäße Kohleverschleißtester wird bzw. ist so an der Schleifleitung angeordnet, dass beispielsweise der Schleifkohlehalter oder ein daran angeordnetes weiteres Bauteil das Auslöseelement ab einem bestimmten Abnutzungsgrad, beispielsweise an einer dafür vorgesehenen Anschlagsfläche berührt und verstellt.A current collector typically has a collector brush holder for a collector brush. According to the invention, the brush wear tester is arranged on the conductor rail in such a way that a current collector with a little or no worn collector brush passes the brush wear tester without the triggering element being activated. The collector brushes of a current collector are typically subjected to a force acting on the contact surface, so that the collector brush holder moves ever closer to the conductor rail as the degree of wear of the collector brush progresses. The collector brush wear tester according to the invention is arranged on the conductor rail in such a way that, for example, the collector brush holder or another component arranged thereon touches and adjusts the triggering element at a certain degree of wear, for example at a stop surface provided for this purpose.
Dadurch, dass der Signalgeber mit dem Auslöseelement in Verbindung ist, wird er beim Verstellen des Auslöseelements mitbewegt. Der Signalgeber kann so ausgelegt werden, dass er dadurch betätigt wird und ein Signal generiert bzw. aussendet. Auf diese Weise signalisiert der Kohleverschleißtester, dass die Schleifkohle einen bestimmten Abnutzungsgrad erreicht hat.Because the signal generator is connected to the trigger element, it moves along with the trigger element when the trigger element is adjusted. The signal generator can be designed to be activated by this and generate or emit a signal. In this way, the carbon wear tester signals that the brush has reached a certain level of wear.
Bei einer mehrpoligen Schleifleitung kann für jeden oder auch nur für bestimmte Pole jeweils ein Kohleverschleißtester an der Schleifleitung angeordnet werden. Forteilhaft sind diese entlang der Schleifleitung nebeneinander angeordnet. Sollte der Platz nicht ausreichen, so können die mehreren Kohleverschleißtester auch versetzt oder hintereinander angeordnet werden.In a multi-pole conductor rail, a carbon wear tester can be installed on the conductor rail for each pole or for specific poles. These are best arranged side by side along the conductor rail. If space is limited, the multiple carbon wear testers can also be arranged offset or one behind the other.
Bei der Wahl eines entsprechend kompakten Signalgebers kann der Kohleverschleißtester auf diese Weise extrem kompakt und somit platzsparend ausgestaltet werden.By choosing a correspondingly compact signal generator, the carbon wear tester can be designed to be extremely compact and thus space-saving.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages arise from the subclaims.
Bei einer Ausführungsform ist das Auslöseelement starr mit dem Signalgeber verbunden. Der Signalgeber wird dann bei der Verstellung bzw. dem Betätigen des Auslöseelements um denselben Betrag mitbewegt. Auf diese Weise kann der Schaltweg des Signalgebers sehr genau eingestellt werden und/oder der Verschleißgrad kann sehr präzise gemessen werden.In one embodiment, the trigger element is rigidly connected to the signal generator. The signal generator is then moved by the same amount when the trigger element is adjusted or actuated. In this way, the switching travel of the signal generator can be adjusted very precisely and/or the degree of wear can be measured very precisely.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wirkt der Signalgeber mechanisch und/oder elektro-magnetisch und sendet bei seiner Betätigung ein Signal an eine Elektronik, einen Sensor und/oder eine Datenverarbeitung.In a preferred embodiment, the signal generator acts mechanically and/or electromagnetically and, when actuated, sends a signal to an electronic device, a sensor and/or a data processing unit.
Wenn der Signalgeber mechanisch wirkt, kann beispielsweise ein Stromkreis bei der Betätigung geschlossen oder geöffnet werden, so dass ein Signal ausgesendet und detektiert werden kann. Der Signalgeber kann aber beispielsweise auch induktiv bzw. magnetisch wirken, beispielsweise in Form einer Spule, die einen Strom induziert, wenn Sie in die Nähe einer anderen Spule gebracht wird. Entscheidend ist, dass der Signalgeber bei seiner Betätigung ein Signal aussenden kann. Das Signal kann beispielsweise elektrisch sein. Es sind aber auch optische, akustische oder Funksignale denkbar. Das Signal kann von einer Elektronik, einem Sensor und/oder einer Datenverarbeitung registriert und einem Benutzer angezeigt werden, so dass der Benutzer erkennt, dass der Signalgeber betätigt wurde.If the signal generator works mechanically, for example, an electrical circuit can be closed or opened when it is activated, so that a signal can be sent out and detected. The signal generator can also work inductively or magnetically, for example in the form of a coil that induces a current when it is brought close to another coil. The crucial thing is that the signal generator can send out a signal when it is activated. The signal can be electrical, for example. However, optical, acoustic or radio signals are also conceivable. The signal can be registered by electronics, a sensor and/or a data processing system and displayed to the user so that the user knows that the signal generator has been activated.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Signalgeber ein Schalter oder ein Taster, der zumindest zwei gelenkig und in einem Winkel zueinander angeordnete Flügel und eine Rückstellfeder aufweist, wobei die Rückstellfeder die zwei Flügel miteinander verbindet.In a particularly preferred embodiment, the signal generator is a switch or a push button which has at least two wings arranged in an articulated manner and at an angle to one another and a return spring, wherein the return spring connects the two wings to one another.
Die beiden Flügel sind jeweils gelenkig über einer Aufhängung an dem Signalgeber gelagert und durch die Rückstellfeder miteinander verbunden. In einer neutralen Position weisen die beiden Flügel in einem Winkel von dem Signalgeber weg und werden durch die Rückstellfeder in dieser Position gehalten. Dadurch, dass der Signalgeber mit dem Auslöseelement verbunden ist, kann der Taster das Auslöseelement des Schleifkohletesters ebenfalls in Position halten, beispielsweise indem der Taster das Auslöseelement von einer Anschlagfläche weg hin zur Schleifleitung drückt. Somit ist das Auslöseelement durch den Taster in einer neutralen, also in einer nicht-betätigten Position gehalten.The two wings are each hinged to a suspension on the signal generator and connected to each other by a return spring. In a neutral position, the two wings point away from the signal generator at an angle and are held in this position by the return spring. Because the signal generator is connected to the trigger element, the button can also hold the trigger element of the carbon brush tester in position, for example, by the button pushing the trigger element away from a stop surface toward the conductor rail. Thus, the trigger element is held in a neutral, i.e., non-actuated, position by the button.
Wird das Auslöseelement beispielsweise durch einen Stromabnehmer verstellt bzw. ausgelöst, kann die Federkraft der Rückstellfeder überwunden werden. Die beiden Flügel können dann beispielsweise gespreizt werden, so dass der Taster ausgelöst wird. Sobald der Stromabnehmer weitergefahren ist, kann die Rückstellfeder die Flügel und somit das Auslöseelement wieder in ihre neutrale Position zurückverstellen. Mit einem derartigen Taster können extrem kurze Schaltwege und damit ein äußerst platzsparender Aufbau realisiert werden.If the trigger element is adjusted or triggered, for example, by a pantograph, the force of the return spring can be overcome. The two wings can then be spread apart, for example, so that the button is triggered. As soon as the pantograph has moved further, the return spring can return the wings and thus the trigger element to their neutral position. This type of button allows for extremely short switching travels and thus an extremely space-saving design.
Bei einem derartigen Taster kann zusätzlich zu dem Schaltweg eine Toleranz vorgesehen sein, so dass nach dem Spreizen der Flügel und dem Überwinden des Schaltwegs noch nicht sofort ausgelöst wird oder dass nach dem Auslösen noch etwas zusätzliches Spiel vorgesehen ist. Dadurch kann beispielsweise ein Toleranzbereich für den Abnutzungsgrad der Schleifkohle vorgesehen sein und/oder detektiert werden.In such a switch, a tolerance can be provided in addition to the switching travel, so that after the wings spread and the switching travel has been overcome, the switch is not triggered immediately, or that some additional play is provided after triggering. This can, for example, provide and/or detect a tolerance range for the degree of wear of the carbon brush.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Signalgeber zusammen mit einer Elektronik auf einer Platine angeordnet, wobei die Platine an dem Auslöseelement angeordnet bzw. anordbar ist. Der Signalgeber kann direkt auf die Platine gelötet oder auf diese aufgesteckt sein.In another embodiment, the signal generator is arranged together with electronics on a circuit board, which is arranged or can be arranged on the trigger element. The signal generator can be soldered directly onto the circuit board or plugged onto it.
Die Platine kann beispielsweise mittels an dem Auslöseelement angeordneten Haltemitteln an dem Auslöseelement gehalten oder befestigt sein. Derartige Haltemittel können Haltenasen, Klemm- oder Rastmittel oder auch Schraub- oder Steckverbindungen sein.The circuit board can be held or attached to the trigger element, for example, by means of holding means arranged on the trigger element. Such holding means can be retaining lugs, clamping or locking means, or even screw or plug connections.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Auslöseelement eine Aufnahme zur Aufnahme bzw. zum Umgreifen der Schleifleitung auf. Dadurch kann das Auslöseelement direkt an der Schleifleitung angeordnet werden, indem die Schleifleitung in die Aufnahme des Auslöseelements eingeführt wird.In a particularly preferred embodiment, the trigger element has a receptacle for receiving or gripping the conductor rail. This allows the trigger element to be arranged directly on the conductor rail by inserting the conductor rail into the trigger element's receptacle.
Bei dieser Ausführungsform kann die Aufnahme eine Innenkontur aufweisen, die zumindest abschnittsweise einer Außenkontur der Schleifleitung entspricht. Beispielsweise kann die Innenkontur der Aufnahme einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, in die der ebenfalls rechteckiger Querschnitt der Außenkontur der Schleifleitung hineinpasst. Damit das Auslöseelement relativ zur Schleifleitung verschieblich ist, muss die Aufnahme in zumindest eine Richtung gegenüber der Schleifleitung etwas Spiel aufweisen.In this embodiment, the receptacle can have an inner contour that corresponds, at least in part, to an outer contour of the conductor rail. For example, the inner contour of the receptacle can have a substantially rectangular cross-section, into which the likewise rectangular cross-section of the outer contour of the conductor rail fits. In order for the trigger element to be movable relative to the conductor rail, the receptacle must have some play relative to the conductor rail in at least one direction.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Aufnahme einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, derart, dass das Auslöseelement die Schleifleitung zumindest teilweise umgreift, wobei eine Schleiffläche der Schleifleitung frei bleibt.In a further embodiment, the receptacle can have a substantially U-shaped cross-section such that the triggering element at least partially encompasses the conductor line, wherein a contact surface of the conductor line remains free.
Das Auslöseelement kann die Schleifleitung beispielsweise von unten umgreifen und eine obere schlitzartige Öffnung aufweisen, die mit der Schleiffläche der Schleifleitung korrespondiert. Das Auslöseelement kann die Schleifleitung dann von unten umklammern, wobei die Schleifkohle weiterhin entlang der Schleiffläche schleifen kann und dabei durch die schlitzartige Öffnung des Auslöseelements hindurch fährt. Diese Anordnung trägt weiter zu der extremen Kompaktheit des Kohleverschleißtesters bei.The release element can, for example, grip the conductor rail from below and have an upper slot-like opening that corresponds to the contact surface of the conductor rail. The release element can then grip the conductor rail from below, whereby the carbon brush can continue to grind along the contact surface and thereby through the slot-like opening of the trigger element. This arrangement further contributes to the extreme compactness of the carbon wear tester.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Innenkontur der Aufnahme gerade Seitenwandungen aufweisen, wobei die geraden Seitenwandungen Gleitflächen für die Außenkontur der Schleifleitung bilden. Das Auslöseelement kann dann zur Betätigung des Signalgebers entlang der Gleitflächen relativ zur Schleifleitung, wenn das Auslöseelement durch den Stromabnehmer verstellt wird. Die Bewegung des Auslösselement ist dann durch die Gleitflächen entlang der Außenkontur der Schleifleitung geführt.In a further embodiment, the inner contour of the receptacle can have straight side walls, with the straight side walls forming sliding surfaces for the outer contour of the conductor rail. The trigger element can then be used to actuate the signal transmitter along the sliding surfaces relative to the conductor rail when the trigger element is adjusted by the current collector. The movement of the trigger element is then guided by the sliding surfaces along the outer contour of the conductor rail.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Auslöseelement an eine Schleifleitung anklipsbar, anklemmbar, aufsteckbar oder anschraubbar und/oder senkrecht zur Schleiffläche der Schleifkohle verschieblich an einer Schleifleitung anlagerbar bzw. angelagert. Bei dieser Ausführungsform kann das Auslöseelement so ausgestaltet sein, dass er nachträglich an einer existierenden Schleifleitung anordenbar ist. Das macht den Schleifkohletester äußerst flexibel und in bestehende unterschiedliche Schleifleitungssysteme integrierbar.In a further embodiment, the trigger element can be clipped, clamped, plugged, or screwed onto a conductor rail and/or can be slidably mounted or attached to a conductor rail perpendicular to the contact surface of the carbon brush. In this embodiment, the trigger element can be designed so that it can be retrofitted to an existing conductor rail. This makes the carbon brush tester extremely flexible and can be integrated into various existing conductor rail systems.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Auslöseelement Anschlagsflächen für den Stromabnehmer oder einen Schleifkohlehalter oder eine an dem Stromabnehmer angeordnete Anschlagsfläche auf. Die Anschlagsfläche kommt bei dieser Ausführungsform beispielsweise mit dem Stromabnehmer oder einer korrespondierenden Anschlagsfläche in Kontakt, wenn die Schleifkohle einen bestimmten Abnutzungsgrad erreicht und sich der Stromabnehmer bzw. der Schleifkohlenhalter bzw. die Anschlagfläche entsprechend abgesenkt hat. Das Auslöseelement wird dadurch verschoben und der Signalgeber wird betätigt.In a further preferred embodiment, the trigger element has stop surfaces for the current collector or a brush holder, or a stop surface arranged on the current collector. In this embodiment, the stop surface comes into contact with the current collector or a corresponding stop surface, for example, when the brush reaches a certain degree of wear and the current collector, the brush holder, or the stop surface has sunk accordingly. The trigger element is thereby displaced, and the signal generator is actuated.
Bei dieser Ausführungsform können die Anschlagflächen des Auslöseelements über die Schleifleitung hinausragen, derart, dass sie in Richtung des Stromabnehmers vorstehen. Abhängig davon, wie weit die Anschlagflächen über die Schleifleitung hinausragen, kann eingestellt werden, bei welchem Verschleißgrad der Kohleverschleißtester auslöst und ein Signal ausgibt.In this embodiment, the stop surfaces of the trigger element can protrude beyond the conductor rail, pointing toward the current collector. Depending on how far the stop surfaces protrude beyond the conductor rail, the degree of wear at which the carbon wear tester is triggered and emits a signal can be adjusted.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Kohleverschleißtester eine Anschlagsfläche für den Signalgeber auf, wobei der Signalgeber zwischen dem Auslöseelement und der Anschlagsfläche angeordnet ist. Die Anschlagsfläche kann beispielsweise eine zusätzliche Platte sein, gegen die der Signalgeber beim Verschieben des Auslöseelements gedrückt wird. Die Platte kann beispielsweise unterhalb der Schleifleitung angeordnet sein.In a further embodiment, the carbon wear tester has a stop surface for the signal generator, with the signal generator being arranged between the trigger element and the stop surface. The stop surface can, for example, be an additional plate against which the signal generator is pressed when the trigger element is moved. The plate can, for example, be arranged below the conductor rail.
Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass der Signalgeber zum Betätigen gegen eine vorhandene Struktur, wie beispielsweise einen Stahlträger oder ein Gerüst oder eine Verkleidung der Schleifleitung, gedrückt wird. Ist die Anschlagsfläche jedoch durch ein gesondertes Bauteil wie beispielsweise eine Platte gebildet, ist der Schleifkohletester besonders flexibel an verschiedenen Stellen der Schleifleitung anordenbar, ohne dass eine vorhandene Struktur als Anschlagsfläche berücksichtigt werden muss.However, it is also possible, in principle, for the signal generator to be activated by pressing it against an existing structure, such as a steel girder, scaffolding, or a conductor rail cladding. However, if the stop surface is formed by a separate component, such as a plate, the carbon brush tester can be arranged particularly flexibly at various points along the conductor rail without having to consider an existing structure as a stop surface.
Bei dieser Ausführungsform kann die Anschlagsfläche zumindest ein Halteelement aufweisen oder mit zumindest einem Halteelement verbindbar sein, mit dem die Anschlagsfläche mit der Schleifleitung verbunden oder verbindbar ist. Die Anschlagsfläche kann beispielsweise durch eine Platte gebildet sein, die mit zwei Klemmen verschraubt ist oder diese aufweist, mit denen die Platte an der Schleifleitung festklemmbar ist. Es sind jedoch auch andere Halteelemente wie Schraub-, Steck-, Rast- oder Klebverbindungen denkbar.In this embodiment, the stop surface can have at least one retaining element or can be connected to at least one retaining element with which the stop surface is or can be connected to the conductor rail. The stop surface can, for example, be formed by a plate that is screwed to two clamps or has these clamps with which the plate can be clamped to the conductor rail. However, other retaining elements such as screw, plug, snap, or adhesive connections are also conceivable.
Besonders vorteilhaft ist die Anschlagsfläche lösbar mit der Schleifleitung verbindbar, so dass sie bei Bedarf, beispielsweise zur Wartung, abgenommen werden kann und den Zugriff auf den Signalgeber ermöglicht.It is particularly advantageous that the stop surface can be detachably connected to the conductor rail so that it can be removed if necessary, for example for maintenance, and allows access to the signal generator.
Bei einer weiteren Ausführungsform liegt an einem Anschluss des Kohleverschleißtesters eine Ausgangspannung an, wenn der Signalgeber in einer neutralen Position ist, wobei die Ausgangsspannung absinkt, wenn der Signalgeber betätigt wird.In a further embodiment, an output voltage is applied to a terminal of the carbon wear tester when the signal generator is in a neutral position, the output voltage decreasing when the signal generator is actuated.
Mit dieser Ausführungsform können Kabelbrüche oder andere Defekte detektiert werden, da der Kohleverschleißtester ein Signal abgibt, sobald die Ausgangsspannung absinkt bzw. sobald keine Ausgangsspannung anliegt. Im umgekehrten Fall, das heißt wenn die Ausgangsspannung bei Betätigung des Signalgebers ansteigen würde, bestünde die Gefahr, dass eine abgenutzte Schleifkohle unentdeckt bliebe, wenn beispielsweise ein Defekt bei der Spannungsversorgung und/oder ein Kabelbruch vorliegt. Das ist bei dieser Ausführungsform ausgeschlossen.This design allows cable breaks or other defects to be detected, as the carbon wear tester emits a signal as soon as the output voltage drops or as soon as no output voltage is present. In the opposite case, i.e., if the output voltage were to rise when the signal generator was activated, there would be a risk that a worn carbon brush would remain undetected, for example, if there was a defect in the power supply and/or a cable break. This is eliminated with this design.
Die Erfindung betrifft auch eine Schleifleitung mit einem vorbeschriebenen Kohleverschleißtester.The invention also relates to a conductor rail with a carbon wear tester as described above.
Bei einer Ausführungsform weist die Schleifleitung zumindest zwei Schleifleitungsabschnitte mit jeweils einem Ende auf, wobei die Enden sich gegenüberliegend und miteinander fluchtend in einem gemeinsamen Auslöseelement angeordnet sind.In one embodiment, the conductor rail has at least two conductor rail sections, each with one end, wherein the ends are arranged opposite one another and aligned with one another in a common triggering element.
Bei dieser Ausführungsform können zwei Enden einer Schleifleitung mittels des Kohleverschleißtesters miteinander verbunden werden. Es können auf diese Weise auch Schleifleitungsabschnitte besonders einfach vormontiert und in bestehende Schleifleitungen eingesetzt werden.In this design, two ends of a conductor rail can be connected to each other using the carbon wear tester. This also makes it particularly easy to pre-assemble conductor rail sections and insert them into existing conductor rails.
Bei einer weiteren Ausführungsform können sich die beiden Enden der Schleifleitungsabschnitte in dem Auslösselement relativ zueinander entlang ihrer Längsrichtung ausdehnen und/oder kontrahieren.In a further embodiment, the two ends of the conductor rail sections in the triggering element can expand and/or contract relative to each other along their longitudinal direction.
Die beiden in dem Auslöseelement angeordneten Enden der Schleifleitungsabschnitte können beispielsweise in Längsrichtung verschieblich in dem Auslöseelement gelagert sein. Wenn sich die Schleifleitungsabschnitte beispielsweise auf Grund von Temperaturschwankungen ausdehnen oder zusammenziehen, ändert sich der Abstand der beiden gegenüberliegenden Enden zueinander. Trotzdem bleiben die beiden Enden über das Auslöseelement miteinander verbunden. Der Kohleverschleißtester ist auf diese Weise gleichzeitig ein Dehnverbinder für Schleifleitungen.The two ends of the conductor rail sections arranged in the trigger element can, for example, be mounted so that they can be displaced longitudinally within the trigger element. If the conductor rail sections expand or contract, for example due to temperature fluctuations, the distance between the two opposite ends changes. Nevertheless, the two ends remain connected via the trigger element. In this way, the carbon wear tester also serves as an expansion connector for conductor rails.
Die Erfindung betrifft auch ein Schleifleitungssystem mit zumindest einer erfindungsgemäßen Schleifleitung bzw. einem erfindungsgemäßen Kohleverschleißtester und mit zumindest einem Stromabnehmer.The invention also relates to a conductor rail system with at least one conductor rail according to the invention or a carbon wear tester according to the invention and with at least one current collector.
Bei einer Ausführungsform des Schleifleitungssystems weist der Stromabnehmer einen Schleifkohlehalter auf, wobei der Schleifkohlehalter eine Anschlagsfläche zur Betätigung des Kohleverschleißtesters aufweist. Die Anschlagsfläche kann beispielsweise mit einer korrespondierenden Anschlagsfläche des Auslöseelements zusammenwirken. Die Anschlagsflächen können derart aufeinander abgestimmt und voneinander beabstandet sein, dass ein bestimmter zulässiger Abnutzungsgrad der Schleifkohle so eingestellt ist, dass der Kohleverschleißtester ein Signal ausgibt, sobald dieser bestimmte Abnutzungsgrad erreicht oder überschritten wird.In one embodiment of the conductor rail system, the current collector has a brush holder, which has a stop surface for actuating the brush wear tester. The stop surface can, for example, interact with a corresponding stop surface of the trigger element. The stop surfaces can be coordinated and spaced apart such that a specific permissible degree of wear of the brush is set such that the brush wear tester emits a signal as soon as this specific degree of wear is reached or exceeded.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifleitungssystems ist die Anschlagsfläche des Schleifkohlehalters von einer Anschlagsfläche des Kohleverschleißtesters entfernt, wenn die Schleifkohle einen bestimmten Verschleißgrad noch nicht erreicht hat, und die Anschlagsfläche des Schleifkohlenhalters kommt mit der Anschlagsfläche des Kohleverschleißtesters in Kontakt, wenn die Schleifkohle einen bestimmten Abnutzungsgrad überschreitet.In a particularly preferred embodiment of the conductor rail system according to the invention, the stop surface of the carbon brush holder is removed from a stop surface of the carbon wear tester when the carbon brush has not yet reached a certain degree of wear, and the stop surface of the carbon brush holder comes into contact with the stop surface of the carbon wear tester when the carbon brush exceeds a certain degree of wear.
Über die Anordnung der Anschlagsflächen, die Form des Auslöseelements und die Länge des Schaltweges kann der zulässige Abnutzungsgrad der Schleifkohle eingestellt werden.The permissible degree of wear of the carbon brush can be adjusted by the arrangement of the stop surfaces, the shape of the trigger element and the length of the switching travel.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Schleifleitungssystem mehr als eine Schleifleitung auf, wobei an mehr als einer Schleifleitung ein Auslöseelement angeordnet ist. Es können beispielsweise an jeder Schleifleitung ein Auslöseelement angeordnet sein, so dass alle Schleifkohlen eines Stromabnehmers gleichzeitig und unabhängig voneinander überwacht bzw. getestet werden können.In a further preferred embodiment, the conductor rail system comprises more than one conductor rail, with a trigger element arranged on more than one conductor rail. For example, a trigger element can be arranged on each conductor rail, so that all collector brushes of a current collector can be monitored or tested simultaneously and independently of one another.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The invention is, of course, not limited to this exemplary embodiment.
Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Schleifleitungssystems; -
2a eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kohleverschleißtesters mit einem Stromabnehmer mit Schleifkohle mit einem geringen Abnutzungsgrad; -
2b eine Seitenansicht des gleichen Kohleverschleißtesters wie in2a mit einem Stromabnehmer mit einer Schleifkohle mit einem höheren Abnutzungsgrad als in2a ; -
3a einen Querschnitt durch den Kohleverschleißtester von2a ; -
3b einen Querschnitt durch den Kohleverschleißtester von2b ; -
4a eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kohleverschleißtesters; -
4b eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kohleverschleißtesters; -
4c eine Unteransicht eines erfindungsgemäßen Kohleverschleißtesters; -
5 ein Beispiel für die Elektronik einer Platine eines Kohleverschleißtesters.
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1 an exploded view of a section of a conductor rail system according to the invention; -
2a a side view of a carbon wear tester according to the invention with a current collector with a carbon brush with a low degree of wear; -
2b a side view of the same carbon wear tester as in2a with a current collector with a carbon brush with a higher degree of wear than in2a ; -
3a a cross-section through the carbon wear tester of2a ; -
3b a cross-section through the carbon wear tester of2b ; -
4a a side view of a carbon wear tester according to the invention; -
4b a plan view of a carbon wear tester according to the invention; -
4c a bottom view of a carbon wear tester according to the invention; -
5 an example of the electronics of a carbon wear tester circuit board.
Selbstverständlich können auch mehr oder weniger parallele Schleifleitungen mit einem erfindungsgemäßen Kohleverschleißtester versehen sein. Es können insbesondere auch mehrere Schleifleitungen für verschiedene Phasen und zusätzlich ein PE-Leiter vorgesehen sein. Auch kann ein erfindungsgemäßer Kohleverschleißtester auf eine durchgehende Schleifleitung statt auf zwei gegenüberliegende Schleifleitungsabschnitte 1a, 1b gesteckt bzw. geschoben werden. Die gezeigte Anordnung mit zwei Schleifleitungsabschnitten 1a, 1b kann jedoch eine vereinfachte Montage ermöglichen.Of course, more or less parallel conductor rails can also be equipped with a carbon wear tester according to the invention. In particular, multiple conductor rails for different phases and an additional PE conductor can be provided. A carbon wear tester according to the invention can also be plugged or pushed onto a continuous conductor rail instead of two opposing conductor rail sections 1a, 1b. However, the arrangement shown with two conductor rail sections 1a, 1b can enable simplified assembly.
Die Innenkontur der Aufnahme 2a das Auslöseelement 2 entspricht im Wesentlichen der Außenkontur der Schleifleitungen, wobei die Innenkontur der Aufnahmen 2a gerade Seitenwandungen 2c aufweist, welche länger sind als die Seitenwandungen des Außenprofils der Schleifleitungen. Die Seitenwandungen 2c dienen somit als Gleitflächen, an denen das Auslöseelement 2 orthogonal zur Schleifrichtung S der Stromabnehmer 3 also in Richtung N gleiten kann.The inner contour of the receptacle 2a of the trigger element 2 essentially corresponds to the outer contour of the conductor rails, with the inner contour of the receptacles 2a having straight side walls 2c that are longer than the side walls of the outer profile of the conductor rails. The side walls 2c thus serve as sliding surfaces along which the trigger element 2 can slide orthogonally to the sliding direction S of the current collectors 3, i.e., in the direction N.
Die in der
In der
Die Platinen 4 mit den Tastern 4a werden direkt an den Auslöseelementen 2 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Auslöseelemente 2 dafür Haltenasen 2d auf, die eine Aufnahme für die Platine bilden. Die Platinen 4 können in der Aufnahme entweder befestigt, beispielsweise verklebt oder verschraubt, oder auch nur eingeschoben bzw. eingesteckt sein. Selbstverständlich sind auch andere Aufnahmen und/oder Befestigungen denkbar, wie beispielsweise ein Klemmmechanismus, eine Steckverbindung und/oder eine Rastverbindung. Entscheidend ist, dass der Signalgeber extrem platzsparend und kompakt an dem Auslöseelement 2 angeordnet werden und mit diesem mitbewegt werden kann.The circuit boards 4 with the buttons 4a are arranged directly on the trigger elements 2. In the illustrated embodiment, the trigger elements 2 have retaining lugs 2d that form a receptacle for the circuit boards. The circuit boards 4 can either be fastened in the receptacle, for example, glued or screwed, or simply pushed or inserted. Of course, other receptacles and/or fastenings are also conceivable, such as a clamping mechanism, a plug-in connection, and/or a snap-in connection. The decisive factor is that the signal generator can be arranged on the trigger element 2 in an extremely space-saving and compact manner and can be moved with it.
In der
Die Stromabnehmer 3 sind an einem nicht dargestellten Stromabnehmerwagen angeordnet und weisen jeweils eine Schleifkohle 3a auf. Die Schleifkohlen 3a sind in einem Schleifkohlehalter 3b gehaltert. Der Schleifkohlehalter 3c weist eine Anschlagsfläche 3c auf. Sobald die Schleifkohle 3a einen bestimmten Verschleißgrad erreicht hat, kommt die Anschlagsfläche 3c mit den korrespondierenden Anschlagsflächen 2b das Auslöseelement 2 in Kontakt, so dass die Taster 4a schließlich betätigt werden. Die Funktionsweise wird nachfolgend näher erläutert.The current collectors 3 are mounted on a current collector trolley (not shown) and each have a collector brush 3a. The collector brushes 3a are mounted in a collector brush holder 3b. The collector brush holder 3c has a stop surface 3c. As soon as the collector brush 3a has reached a certain degree of wear, the stop surface 3c comes into contact with the corresponding stop surfaces 2b of the trigger element 2, so that the buttons 4a are finally actuated. The functionality is explained in more detail below.
Die
Der Taster 4a ist auf der Platine 4 angeordnet. Die Platine 4 ist durch die Haltenasen 2d direkt am Auslöseelement 2 gehalten und relativ zum Auslöseelement 2 unbeweglich. Der Taster 4a weist zwei Flügel 4a' auf, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Flügeln 4a' ist eine Spannfeder 4a'' angeordnet, welche die Flügel 4a' und somit das Auslöseelement 2 in der gezeigten Position hält.The button 4a is arranged on the circuit board 4. The circuit board 4 is held directly on the trigger element 2 by the retaining lugs 2d and is immobile relative to the trigger element 2. The button 4a has two wings 4a' arranged at an angle to each other. A tension spring 4a'' is arranged between the wings 4a', which holds the wings 4a' and thus the trigger element 2 in the position shown.
Die Anschlagflächen 2b des Auslöseelements 2 überragen die im Bild obere Kante der Schleifleitungen. Die Schleifkohlen 3a der Stromabnehmer 3 sind in der Figur innerhalb der Schleifleitungen angeordnet und in Kontakt mit deren Leiterbahnen. Der Stromabnehmer 3 fährt entlang der Schleifleitung in Schleifrichtung S. Die Schleifkohle 3a hat in der Figur einen bestimmten Verschleißgrad noch nicht erreicht, so dass die Anschlagsfläche 3c des Schleifkohlehalters 3b beim Passieren des Stromabnehmers 3 die Anschlagsfläche 2b des Auslöseelements 2 nicht berührt. In dieser Konfiguration verbleibt das Auslöseelement 2 beim Passieren des Stromabnehmers 3 folglich in der gezeigten Position. Der Taster 2a wird somit nicht betätigt und der Kohleverschleißtester gibt kein Signal aus. The stop surfaces 2b of the trigger element 2 project beyond the upper edge of the conductor rails (shown in the figure). The brushes 3a of the current collectors 3 are arranged within the conductor rails in the figure and are in contact with their conductor tracks. The current collector 3 moves along the conductor rail in the grinding direction S. The brush 3a has not yet reached a certain degree of wear in the figure, so the stop surface 3c The contact surface 2b of the carbon brush holder 3b does not touch the stop surface 2b of the trigger element 2 when passing the current collector 3. In this configuration, the trigger element 2 remains in the position shown when passing the current collector 3. The button 2a is therefore not actuated, and the carbon brush wear tester does not emit a signal.
Die
Die Leitung 4b ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an den Anschluss 4b' der Platine 4 angelötet. Selbstverständlich sind auch andere Anschlüsse denkbar, wie beispielsweise Klemmverbindungen oder Stecker und/oder ein Anschluss mit Zugentlastung.In the illustrated embodiment, the cable 4b is soldered to the terminal 4b' of the circuit board 4. Of course, other connections are also conceivable, such as terminal connections or plugs and/or a connection with strain relief.
Die
Mit steigendem Verschleißgrad der Schleifkohle 3a nähern sich die Anschlagsflächen 3c und 2b immer weiter einander an, bis die Anschlagsflächen 3c, 2b schließlich ab einem bestimmten Verschleißgrad der Schleifkohlen 3a miteinander in Kontakt kommen, so wie es in
Die
Die
Die
Der im Ausführungsbeispiel verwendete Taster 4a hat eine niedrige Nennspannung von wenigen Volt, wie beispielsweise 5V. Die an der Platine anliegende Eingangsspannung +V, von beispielsweise 15-35V, insbesondere von 24V, wird deshalb durch den Spannungsteiler R3, R4 minimiert. Um beispielsweise einen Kabelbruch oder einen anderen Defekt detektierten zu können, ist die Schaltung in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so ausgelegt, das die Ausgangsspannung V_out im dargestellten geöffneten Schaltzustand des Tasters 4a am Ausgang der Platine anliegt. Der Schalter ist somit „normal geöffnet“ und die Ausgangspannung V_out ist gleich der Eingangsspannung +V.The button 4a used in the exemplary embodiment has a low nominal voltage of a few volts, such as 5V. The input voltage +V applied to the circuit board, for example, 15-35V, in particular 24V, is therefore minimized by the voltage divider R3, R4. To be able to detect, for example, a cable break or other defect, the circuit in the exemplary embodiment shown is designed such that the output voltage V_out is applied to the output of the circuit board in the illustrated open switching state of the button 4a. The switch is thus "normally open," and the output voltage V_out is equal to the input voltage +V.
Sobald der Taster 4a auf Grund einer abgenutzten Schleifkohle betätigt wird, liegt die minimierte Spannung an dem Transistor T an, der sonach geschaltet wird. In der Folge werden die Eingangs- und die Ausgangsspannung auf das 0V Potential gezogen. Dieser Spannungsabfall dient vorliegend als Signal dafür, dass der Taster 4a betätigt wurde und dass die Schleifkohle einen entsprechenden Abnutzungsgrad aufweist.As soon as the button 4a is pressed due to a worn carbon brush, the minimized voltage is applied to the transistor T, which is then switched on. As a result, the input and output voltages are pulled to 0V. This voltage drop serves as a signal that the button 4a has been pressed and that the carbon brush is correspondingly worn.
Liegt ein anderer Defekt vor, wie beispielsweise ein Kabelbruch in der Spannungsversorgung, so wird der Kohleverschleißtester dies ebenfalls durch einen Spannungsabfall detektieren und melden. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass eine abgenutzte Schleifkohle nicht durch einen unbemerkt defekten Kohleverschleißtester übersehen werden kann.If another defect is present, such as a cable break in the power supply, the carbon wear tester will also detect and report this through a voltage drop. Conversely, this means that a worn out grinding carbon cannot be overlooked by an unnoticed defective carbon wear tester.
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